Janitza.cz

Janitza Electronics se zabývá vývojem a výrobou energeticky úsporných systémů. Je výrobcem digitálních měřidel, systémů SEMS, univerzálních multimetrů, regulátorů jalového výkonu, systémů pro řízení spotřeby, ¼ hodinového maxima a dalších přístrojů nejvyšší kvality.

KBH.cz

Společnost KBH vyrábí, dodává a instaluje komponenty pro kompenzaci jalového výkonu. Zákazníky jsou elektromontážní firmy, výrobci rozvaděčů, projektanti, velkoobchody a velkoodběratelé elektrické energie. Společnost nabízí kvalitní komponenty a služby za velice příznivé ceny.

20. srpna 2008, Autor: varner
Nezařazené články

Zápisník o počasí

Lidé denně hovoří o mnoha různých tématech, ať už příjemných či naopak nepříjemných. Podle mého názoru je jedním z nejčastěji diskutovaných témat počasí a vše, co s ním souvisí. Je to vždy velmi vděčné téma, kterým mnohdy začínáme rozhovor, téma, které však v sobě skrývá daleko více, než to, co vysledujeme z běžných předpovědí. Pozorování počasí je velmi zajímavá oblast a nutno podotknout, že i ona má své místo v našem časopise. Počasí, resp. děje, které probíhají v atmosféře, nutně souvisí se změnou energie a lze říci, že tato energie je v jistém slova smyslu energií pro život. Dovolte nám, abychom Vás seznámili s novým seriálem – Zápisníkem o počasí, který Vás v následujících číslech zavede do tajů meteorologie, tedy vědy, která se zabývá atmosférickými ději. Doufáme, že si tento seriál brzy získá Vaši oblibu.

Seriál o základech meteorologie

V prvním díle se budeme věnovat historii meteorologie a základům atmosféry a tlaku vzduchu.

Stručný průřez historií meteorologie
Již od dávných dob lidstvo provází změny v oblasti atmosféry, které v převážné většině případů vedou k proměnlivosti počasí. Lidé donedávna, respektive do počátku 19. století, ještě neměli ani ponětí, že lze tyto nestabilní jevy v atmosféře poměrně přesně sledovat a přitom velmi užitečně předvídat přírodní katastrofy, jako byly, jsou a bohužel nadále budou povodně, bouře, hurikány, tornáda a další nežádoucí atmosférické jevy. Lidé si neustále předávali různé zkušenosti, které se jim podařilo nabýt během svého života a z nich poté vznikaly mnohé pranostiky, které dle mého názoru byly dozajista první předpovědí počasí.
V souvislosti se sledováním proměnlivosti počasí vznikla, jak jsem již avizoval, v 19. století věda nazvaná meteorologie. Tento vědní obor se zabývá především monitorováním stavu atmosféry a hydrosféry. Podle RNDr. Radmily Brožkové z Českého hydrometeorologického ústavu „je meteorolog jako fyzik, jehož jedinou laboratoří je atmosféra, která je plná zlomyslností a zákeřných kousků“.
Pravda, vždyť atmosféra je tak proměnlivá, že není možné, aby danou situaci reprodukovala dvakrát, neboť disponuje nesmírným množstvím různých stavů a stupňů. Tedy právě v 19. století se lidé naučili, že některé stavy počasí lze předpovědět, pokud se naučíme sledovat jejich postup. Na tehdejší dobu předvedl norský fyzik V. Bjerkness zcela ojedinělý kousek, totiž formulovat teorii polární fronty. Podařilo se mu tak spojit fyzikální procesy a zákony se sledovanou skutečností. Historickým mezníkem můžeme však považovat experiment Angličana L. F. Richardsona, který dokázal, že se budoucí stav atmosféry dá prakticky vypočítat ze znalosti stavu současného. První poměrně přesná numerická předpověď vznikla za spolupráce matematika J. von Neumanna a J. Charneyma a využili tak Neumannova prvního počítače ENIAcu. V roce 1950 se sešla skupina 5 vědců a pokusila se o numerickou předpověď počasí. Potřebovali tehdy celý měsíc k tomu, aby dokončili předpověď na 24 hodin.
Rozvoj modelování atmosféry, resp. numerická předpověď počasí však v našich podmínkách značné rychlosti nenabrala. Bylo to způsobeno špatnou ekonomickou situací po druhé světové válce. Situace se stala navíc ještě komplikovanější, neboť zastánci synoptické -- „tradiční“ předpovědní metody se ostře střetli s novátory numerické předpovědi. Právě tito průkopníci bláhově věřili, že tradiční synoptické předpovědi jsou zcela zbytečné a lze se od nich zcela odloučit. Nicméně v šedesátých letech si meteorologové uvědomili význam cyklu výměny energie a fází vody v globálním měřítku. Sedmnáct západoevropských států na to založilo společné Evropské centrum pro střednědobou předpověď počasí.
Věřím, že s ekonomickým růstem, neustálým zvyšováním know – how a především otevřením bran do Evropské unie budeme schopni stále efektivněji předpovídat tak nestálé, mnohdy až nepředpokládané děje v atmosféře.

Atmosféra a tlak vzduchu
Jak už bylo uvedeno, počasí je provázeno nestabilními jevy, kterým je nutné alespoň ze základu porozumět. Co je to vlastně počasí? Jednoduše řečeno, počasí jsou vlastně neustálé proměny vzduchu kolem nás. Počasí je utvářeno slunečním zářením, je to určitá soustava jevů a dějů v atmosféře, která obklopuje Zemi. Počasí hraje prim v přírodě a ovlivňuje mnohé z toho, co děláme.
Základním předpokladem pro zkoumání fyzikálních jevů při předpovědi počasí je znalost atmosférického rozložení plynů. Atmosféra chrání Zemi před přílišným slunečním žárem a případnými ničivými účinky meteorů. Atmosféru tvoří z 21% kyslík, ze 78 % dusík a z 1 % další plyny mezi nimiž jsou i vodní páry, které jsou velmi nutné k utváření počasí. Nejnižší vrstva atmosféry, kde se odehrávají základní klimatické procesy, se nazývá troposféra sahajíc do výšky 8 – 16 km. Druhou vrstvou, která dosahuje od 12 do 50 km od Země, je stratosféra, kde se nachází ozónová vrstva chránící planetu Zemi před škodlivým ultrafialovým zářením. Výšky 50 až 80 km dosahuje mezosféra, kde teplota dosahuje -90°C. Ve výšce cca 80 km nad zemským povrchem, v tzv. mezopauze, pokles teploty končí. Termosféra je ve výšce od 85 do 500 km od Země. Jedná se o oblast polární záře, vesmírných dopravních družic a meteoritů. Teplota zde vzrůstá a za jistých okolností zde dosahuje hodnoty až 1480°C. Nejvýše položenou vrstvou je exosféra ve vzdálenosti 500 km až 1000 km od Země. Zde jsou umístěny některé satelity, které meteorologové využívají při předpovědi počasí.
Základem veškerých dějů v atmosféře je Slunce a jeho záření. Utváří vzduchové hmoty a způsobuje cirkulaci atmosféry. Cirkulací atmosféry vznikají rozdíly tlaku, následkem čehož vzniká vítr. Vzduch je tvořen miliardami molekul, které se neustále pohybují všemi směry. Hmotnost těchto molekul se projevuje tlakem vzduchu (atmosférický neboli barometrický tlak). Přímo úměrně je tlak závislý na hustotě vzduchu. Aniž bychom si to uvědomovali, vzduch na vše působí silou přibližně 10 N/cm2. Nicméně, protože jsou molekuly vzduchu přitahovány tíhovým působením k Zemi, je hustota vzduchu největší u povrchu Země a naopak stále nižší s rostoucí vzdáleností.
Tlak vzduchu měříme v hektopascalech (známé dříve jako milibary). Tlak se mění obvykle v rozmezí od 980 do 1040 hPa, přičemž normální atmosférický tlak je 1013,25 hPa.

Rychlost, kterou se pohybují molekuly, závisí na teplotě vzduchu. Z hlediska fyzikálních atmosférických jevů se molekuly ohřátého vzduchu pohybují rychleji, přičemž jsou vytlačovány od sebe a říkáme, že se vzduch rozpíná. Rozpínáním se snižuje jeho hustota, vzduch se stane lehčím než jeho okolí a začne stoupat. Takový jev nazýváme konvekce. Ochlazená vzduchová částice pak působí opačnou tendencí. Ohřev vzduchu se jeví však poněkud nepravidelně, ovlivňuje jej několik faktorů, jako je zeměpisná šířka, oblačnost, rychlost větru apod. Konvekce se tedy vyskytuje převážně v teplejších částech Země.
Jestliže tedy teplý vzduch stoupá a rozpíná se, začne se na určitém místě ochlazovat a poté začne klesat opět k zemskému povrchu. V místech, kde vzduch stoupá, se vytváří oblast nízkého tlaku, tam kde pak klesá, vzniká oblast tlaku vysokého. Atmosféra má tendenci neustále vyrovnávat svou disproporci (nerovnováhu, nepoměr). Z oblasti vysokého tlaku proudí vzduch do oblasti nízkého tlaku. Takový pohyb masy vzduchu, který tak nepoměr tlaku vyrovnává, se nazývá vítr (experimentálně demonstrujeme jednoduše: nafouknutý balónek (obsahuje vzduch o vysokém tlaku) vypustíme a sledujeme jak vzduch z vysokého tlaku uniká do nízkého). Tlak vzduchu odpovídající určité horizontální vzdálenosti se nazývá síla tlakového gradientu. Čím větší je rozdíl tlaku, tím je tato síla větší a tím intenzivnější vítr vane. S tlakem vzduchu je spojen také vznik oblak. Pokud tedy vzduch stoupá vzhůru, vytváří se oblast nízkého tlaku, vodní pára ve vzduchu kondenzuje a vznikají mraky. Naopak v sestupujícím vzduchu k takové situaci nedochází. Jednoduše řečeno, při nízkém tlaku je obvykle deštivo a oblačno a naopak při vysokém tlaku vzduchu je zpravidla sucho a slunečno.
Množství a intenzita sluneční energie rozhoduje, ve kterém ročním období se právě nacházíme. Tyto změny v množství energie jsou zapříčiněny nakloněním zemské osy, rotací Země kolem své osy a oběhu kolem Slunce. Kolem své osy se Země otočí za 24 hodin, což je jeden sluneční den. Tato rotace je příčinou střídání dne a noci. Za 365 dní pak Země oběhne kolem Slunce, během té doby jsou k němu přivráceny různé části planety, tedy rozložení množství tepelné energie se v průběhu roku mění. Například léto na severní polokouli a zima na jižní polokouli je, když je severní polokoule přivrácená ke Slunci a opačná situace nastane když je severní polokoule odvrácena od Slunce.
V tropech, tj. mezi obratníky Raka a Kozoroha je intenzita slunečního záření největší, střídají se zde pouze dvě vegetační období a to vlhké a suché.
V dalším díle se zaměříme na vítr, cirkulační systém atmosféry a zmíníme se rovněž o různých větrných útvarech, jako jsou tornáda, větrné smrště apod.

Použitá literatura:
[1] Český hydrometeorologický ústav, Počasí – krizové situace způsobené nepříznivými vlivy, MŽP ČR, 2002
[2] William, J. Burroughs a spol. Encyklopedie počasí, Svojtka &Co., Praha 2003 (z australského originálu „The Nature Company Guides Weather“, Weldon Owen Pty Limited, 1996)

Pavel Kučeravec

 

Sdílet

Komentáře

Najdete nás na Facebooku
Odběr novinek
Server CESKAENERGETIKA.cz
Česká Energetika s.r.o. a Česká energetická asociace provozují portál www.ceskaenergetika.cz, vydávají dva časopiy z oblasti energetiky a OZE, pořádají na tato témata semináře a konference pro laickou i odbornou veřejnost.
Důležité odkazy
Spolupracujeme
Najdete nás také na
Portál www.ceskaenergetika.cz © 2011 pohání redakční systém MultiCMS. Grafické zpracování Cossi Design.